Устройство для измерения мощности Советский патент 1986 года по МПК G01R21/06 

11

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах автоматик эн р госистем и релейной защиты.

Цель изобретения - повышение точ- ности измерения.

На ф иг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 временные диаграммы его работы.

Устройство содержит масштабные преобразователи 1 и 2 напряжения тока соответственно, перемножитель 3, дифференциатор 4, нуль-орган 5, инвертор 6, формировате;ли 7 и 8 импульсов, ячейки 9 и 10 выборки и хране- ния,сумматор 11.

Входы перемножителя 3 соединены с выходами масштабных преобразователей 1 и 2, а выход - с входом дифференциатора 4 и входами ячеек 9 и 10 выборки и хранения, выходы которых подключены к входам сумматор-- 11, а управляющие входы через формирователи 7 и 8 импульсов - к выходам инвертора 6 и нуль-органа 5. Вход нуль- органа 5 соединен с вьпсодом дифференциатора 4, а выход - с входом инвертора 6. Выход сумматора 11 является выходом устройства, а входы масштабных преобразователей 1 и 2 - вхо дами устройства.

Устройство работает следующим образом.

Нап яжение на выходе перемножителя 3 (фиг. 2Ь) может быть описано

формулой

Ua,j K UIcoSCfu-Ulco5(2a)tfq)yf, у

где и - действующее значение напряжения (фиг. 2q); I - действующее значение тока

(фиг. 28); - сдвиг фаз между током и

напряжением;

0 - угловая частота сети; К - коэффициент пропорциональности.

Максимальное значение этого напряжения

aymcix

(2)

достигается при cos (2 со t +Ч и) -1 Минимальное .значение этого напряжения

t a4m;n « ulco5Cpu-Ul (3)

достигается при cos (2 ел t +(ц )-1.,

5

0 5 о

5

Q

,

0

5

162

СУММИРУЯ (2) и (3), ПОЛУЧИМ b, 2KU co5Cp,. Учитьгеая, что UI cos ц У, .

т.е. активной мощности, получаем

бьи 2 РТаким образом, сумма положительной и отрицательной амплитуд выходного напряжения: аналогового умножителя пропорциональна измеряемой активной мощности.

Соответственно описанному алгорит му напряжение с выхода перемножителя 3 подводится к информационным входам двух ячеек 9 и 10 выборки и хранения. Ячейки 9 и 10 имеют также управляющий вход, при поступлении на который узкого отрицательного управляющего импульса происходит запоминание напряжения, имеющегося на информационном входе. Чтобы сформировать управляющие импульсы в моменты достижения выходным напряжением перемножителя 3 максимального и минимального значений, применен дифференциатор 4. Напряжение на его выходе, (фиг. 2) d сдвинуто на 90 относительно U. и не содержит постоянной составляющей. Из выходного напряжения дифференциатора с помощью нуль-органа качестве которого может быть применен интегральный компаратор, формируются прямоугольные импульсы UHQ (фиг. 2) из фронтов которых с помощью формирователя 7 формируются управляющие импульсы и а.ц 1 (фиг. 2ж) для ячейки 10 выборки и хранения. Напряжение инвертируется с помощью инвертора 6 и из фронтов напряжения на выходе инвертора 6 U (фиг. 2е) формируются с помощью формирователя 8 управляющие импульсы Uau2 (фиг. 2j) для ячейки 9 выборки и хранения .Инвертор 6 позволяет использовать ячейки 9 и 10 выборки и хранения с одинаковыми цепями управления. Запомненные напряжения с выходов ячеек 9 и 10 выборки и хранения (фиг. 2ц, k) поступают на входы сумматора 11 напряжение на выходе которого (фиг. 2л) пропорционально измеряемой активной мощности.

Возможен и другой режим работы устройства, в котором сумматор 11 выполняет вычитание напряжений с выходов ячеек выборки и хранения 9 и 10. При этом

1 вых ачг«к-1 ауп,;п 2Ки1 2К5,

т.е. измеряется полная (кажущаяся) мощность.

Предлагаемое устройство точнее известного при практически том же быстродействии за счет снижения влияния на точность измерения фазовых погрешностей дифференциатора 1 и нул органа 5, выражающихся в отличии момента срабатьтания ячеек 9 и 10 выборки и хранения от истинного мо- мента экстремума входного сигнала. В, предлагаемом устройстве во временной окрестности момента экстремума выходного сигнала перемножителя 3 изменения его невелики, в то время как в известном устройстве при стро- бировании напряжения, пропорционального току исследуемой цепи в :момент экстремума напряжения исследу- емой цепи, скорость нарастания стро- бируемого сигнала может быть большой, что приводит к большому влиянию фазовых погрешностей дифференциатора и нуль-органа на результат изме- рения.

1

Фиг.2

ВНИИПИ Заказ 3390/44Тираж 728 Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

10

ь2о 25

2396164

Ф, ормула изобретения

Устройство для измерения мощнос- ти coдepжaщee масштабные преобразователи тока и напряжения,входы которых являются входами устройства,пере- .множитель,две ячейки выборки и хранения, нуль-орган и дифференциатор,выход которого соединен с входом нуль-органа, а вход - с входами ячеек выборки и хранения,о тличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения, в него введены сумматор, инвертор и два формирователя импульсов , выходы которых подключены к управляющим входам соответствующих ячеек выборки и хранения, соединенных выходами с соответствующими входами сумматора, выход которого является выходом устройства, причем входы перемножителя подключены к выходам масштабных преобразователей тока и напряжения, а выход - к входу дифференциатора, входы формирователей импульсов соединены с выходом нуль-органа непосредственно и через инвертор соответственно.

15

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах автоматики энергосистем и релейной защите. Цель изобретения - повьпиение точности измерения. Устройство содержит перемножитель 3,дифференциатор 4, нуль-орган 5, формирователи 7 и 8 импульсов и ячейки 9 и 10 выборки и хранения. Введение в устройство преобразователей 1 и 2 напряжения и тока соответственно, инвертора 6 и сумматора 11 позволяет снизить влияние на точность измерения фазовых погрешностей дифференциатора 4 и нуль-opiана 5,вьфажающих- ся в отличии момента срабатьшания ячеек 9 и 10 выборки и хранения от истинного момента экстремума входного сигнала. 2 ил. W to со со О) а